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Um roteador decide, para cada pacote, por qual interface mandá-lo adiante. Essa decisão vem de uma tabela de roteamento, que pode ser preenchida à mão ou aprendida automaticamente por protocolos. Em provas de redes avançadas, caem a classificação desses protocolos e, às vezes, o cálculo do menor caminho. Os valores do exemplo foram obtidos por execução do algoritmo.
Tabela de roteamento e rota padrão
A tabela associa prefixos de destino a um próximo salto (ou interface). O roteador escolhe a rota de prefixo mais longo que contém o endereço de destino (a mais específica). Exemplo: para o destino 10.1.1.130, uma rota para 10.1.1.128/25 vence uma rota para 10.1.0.0/16, porque o /25 é mais específico. A rota padrão (0.0.0.0/0) casa com qualquer destino e é usada quando nada mais específico existe; é a “porta de saída” típica para a internet.
Roteamento estático e dinâmico
| Aspecto | Estático | Dinâmico |
|---|---|---|
| Como as rotas surgem | configuradas manualmente | aprendidas por protocolos |
| Reação a falhas | nenhuma automática | recalcula e adapta |
| Carga no roteador | baixa | maior (processamento e mensagens) |
| Uso típico | redes pequenas, rota padrão, ligações únicas | redes maiores e com caminhos alternativos |
Classificações que organizam o assunto
- Sistema autônomo (AS): conjunto de redes sob uma administração comum, com política de roteamento própria.
- IGP (protocolo de roteamento interno): opera dentro de um AS (RIP, OSPF).
- EGP (protocolo de roteamento externo): opera entre ASs (BGP).
- Vetor de distância: o roteador conhece a distância até cada destino e o vizinho a usar, e troca essas tabelas com os vizinhos (“rumores”). Exemplo: RIP.
- Estado de enlace: cada roteador descobre toda a topologia (quem é vizinho de quem e a que custo) e calcula sozinho o menor caminho. Exemplo: OSPF.
- Vetor de caminhos (path vector): guarda o caminho completo de ASs até o destino, para evitar laços e aplicar políticas. Exemplo: BGP.
Os três protocolos mais cobrados
| Protocolo | Tipo | Métrica | Características |
|---|---|---|---|
| RIP | IGP, vetor de distância | número de saltos | simples; considera 16 saltos como destino inalcançável, então o máximo útil é 15; convergência mais lenta; adequado a redes pequenas |
| OSPF | IGP, estado de enlace | custo (relacionado à largura de banda do enlace) | calcula menor caminho com o algoritmo de Dijkstra; usa áreas para organizar redes grandes; converge rápido; suporta VLSM |
| BGP | EGP, vetor de caminhos | atributos de caminho e políticas | roteamento entre sistemas autônomos, base da internet; usa o TCP (porta 179) para trocar informações |
A ideia que decide a maioria das questões: RIP conta saltos; OSPF soma custos e conhece a topologia inteira; BGP liga sistemas autônomos e é guiado por políticas, não só por menor caminho.
Um problema clássico de vetor de distância é a contagem ao infinito: quando uma rede fica inalcançável, os roteadores trocam informações defasadas e a distância sobe lentamente. O RIP limita a distância máxima em 16 justamente para encerrar esse processo, e técnicas como o horizonte dividido (não anunciar uma rota de volta pela interface em que ela foi aprendida) reduzem o problema.
O cálculo do menor caminho: Dijkstra, na prática
O algoritmo de Dijkstra encontra o menor custo de uma origem até todos os outros nós em um grafo com custos não negativos. Ideia: mantém a distância provisória a cada nó, e a cada passo fixa o nó não visitado de menor distância e reavalia seus vizinhos.
Exemplo conferido
Topologia de cinco roteadores com os custos dos enlaces:
| Enlace | Custo |
|---|---|
| A - B | 4 |
| A - C | 1 |
| B - C | 2 |
| B - D | 5 |
| C - D | 8 |
| C - E | 10 |
| D - E | 2 |
Origem: A. Ordem em que os nós foram fixados e custo final:
| Passo | Nó fixado | Custo | Observação |
|---|---|---|---|
| 1 | A | 0 | origem |
| 2 | C | 1 | vizinho mais barato de A |
| 3 | B | 3 | via C (1 + 2) é melhor que o enlace direto A-B de custo 4 |
| 4 | D | 8 | via B (3 + 5); a via C custaria 1 + 8 = 9 |
| 5 | E | 10 | via D (8 + 2); a via C custaria 1 + 10 = 11 |
Caminhos resultantes: A para B passa por C (custo 3); A para D passa por C e B (custo 8); A para E passa por C, B e D (custo 10). O que aprendemos: o caminho direto não é necessariamente o mais barato (A-B direto custa 4, mas A-C-B custa 3), e o menor caminho depende dos custos, não do número de saltos.
Pela contagem de saltos (como faria o RIP), a distância de A a D seria de 2 saltos (via B ou via C), e a de A a E, 2 saltos (via C): o RIP escolheria A-C-E, de 2 saltos, ignorando que o enlace C-E custa 10. O OSPF, somando custos, escolhe A-C-B-D-E, de custo 10 em vez dos 11 da via C. É a diferença prática entre as duas métricas. A distância em saltos de A: B 1, C 1, D 2, E 2.
Camada 2 e comutação: VLAN e STP
Embora não sejam roteamento, VLAN e STP completam o tema de redes avançadas:
- VLAN: divide logicamente uma rede de comutação em redes virtuais separadas, isolando o tráfego de broadcast. Hosts de VLANs diferentes só se comunicam por um dispositivo de camada 3 (roteador ou comutador de camada 3). O padrão que marca os quadros com o identificador de VLAN em enlaces tronco (trunk) é o IEEE 802.1Q.
- STP (Spanning Tree Protocol): evita laços (loops) em redes comutadas com caminhos redundantes, bloqueando logicamente os enlaces que formariam o laço e reativando-os em caso de falha. Laços de camada 2 causam tempestades de broadcast, pois o quadro não tem tempo de vida.
Diferença útil: o pacote IP tem um campo de tempo de vida (TTL) que impede laços infinitos na camada 3; o quadro Ethernet não tem.
Passo a passo para questões
- Classifique o protocolo: interno ou externo, vetor de distância, estado de enlace ou vetor de caminhos.
- Associe a métrica: saltos (RIP), custo (OSPF), atributos e políticas (BGP).
- Para menor caminho, some os custos ao longo dos caminhos possíveis e compare.
- Para escolha de rota na tabela, aplique o prefixo mais longo.
- Se envolver VLAN, lembre que comunicar VLANs diferentes exige camada 3.
Erros comuns
- Dizer que o RIP usa largura de banda como métrica.
- Atribuir o algoritmo de Dijkstra ao RIP; ele é a base do estado de enlace (OSPF).
- Afirmar que o BGP é usado dentro de uma rede pequena como substituto do OSPF; sua função é conectar sistemas autônomos.
- Escolher a rota pelo menor número de saltos quando a métrica é custo.
- Esquecer o prefixo mais longo na escolha da rota.
Fontes e atualização
Não há norma oficial brasileira sobre protocolos de roteamento; o conteúdo segue os padrões da internet e a literatura de redes, e o cálculo do menor caminho foi conferido por execução do algoritmo. Detalhes de parâmetros mudam entre fabricantes e versões dos protocolos: confira o edital.
Próximos passos
- Calcule sub-redes em VLSM e sumarização de rotas.
- Entenda serviços de apoio em DNS, DHCP e NAT.
- Reveja as camadas em modelo OSI e TCP/IP.